DE2110023A1 - Schaltungsanordnung zum Unterhalten der Schwingungen von elektromechanischen Schwingern - Google Patents

Schaltungsanordnung zum Unterhalten der Schwingungen von elektromechanischen Schwingern

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DE2110023A1 DE19712110023 DE2110023A DE2110023A1 DE 2110023 A1 DE2110023 A1 DE 2110023A1 DE 19712110023 DE19712110023 DE 19712110023 DE 2110023 A DE2110023 A DE 2110023A DE 2110023 A1 DE2110023 A1 DE 2110023A1
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Hans Dipl.-Ing.; Sauer Wolfgang Dipl.-Ing.; 7800 Freiburg. P Keller
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Deutsche ITT Industries GmbH
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    • H03B5/00—Generation of oscillations using amplifier with regenerative feedback from output to input
    • H03B5/30—Generation of oscillations using amplifier with regenerative feedback from output to input with frequency-determining element being electromechanical resonator
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    • G04C3/04—Electromechanical clocks or watches independent of other time-pieces and in which the movement is maintained by electric means wherein movement is regulated by a balance
    • G04C3/06—Electromechanical clocks or watches independent of other time-pieces and in which the movement is maintained by electric means wherein movement is regulated by a balance using electromagnetic coupling between electric power source and balance
    • G04C3/065—Electromechanical clocks or watches independent of other time-pieces and in which the movement is maintained by electric means wherein movement is regulated by a balance using electromagnetic coupling between electric power source and balance the balance controlling gear-train by means of static switches, e.g. transistor circuits
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Description

Deutsche ITT Industries GmbH. H.Keller et al 4 4-
7c Freiburg,Hans-Bunte-Str.19 2. März 1971 Mo/
DEUTSCHE ITT INDUSTRIES GESELLSCHAFT MIT BESCHRÄNKTER HAFTUNG,
FREIBURG I.Br.
Schaltungsanordnung zum Unterhalten der Schwingungen von elektromechanischen Schwingern
Zusatz zur Patentanmeldung P 20 41 827.3
Die Hauptanmeldung P 20 41 827.3 betrifft eine Schaltungsanordnung mit zwei komplementären Transistoren zum Unterhalten der Schwingungen von elektromechanischen Schwingern (Unruh, Stimmgabel, Pendel etc.) mittels einer einzigen Spule und eines magnetischen Systems, die vom Schwinger relativ zueinander bewegt werden, wobei die Spule im Kollektorkreis des einen Transistors (Arbeitstransistor) liegt, die Basis des anderen Transistors (Steuertransistor) mit dem Kollektor des Arbeitstransistors und die Basis des Arbeitstransistors mit dem Kollektor des Steuertransistors gleichstrommäßig gekoppelt sind. Hierbei ist durch die Ilauptanmeldung unter Schutz gestellt, daß der Emitter des Steuertransistors wechselspannungsmaßig mit der Betriebsspannungsquelle und gleichstrommäßig über ein lineares jetzwerk mit dem kollektorseitigen Ende der Spule verbunden ist. Nach einer Ausführungsform der Hauptanmeldung ist der Emitter des Steuertransistors über einen Kondensator mit de^
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ORIGINAL INSPECTED
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Betriebsspannungsquelle und über einen ohraschen Widerstand mit dem kollektorseitigen Ende der Spule verbunden.
Durch diese Maßnahme nach der Hauptanmeldung wird verhindert, daß die beiden komplementären Transistoren dauernd, durchgesteuert sind und somit dauernd Strom verbrauchen. Dies kann insbesondere dann auftreten, wenn die Stromverstärkung der beiden Transistoren und/oder die Widerstandswerte große Toleranzen aufweisen, wie dies z.B. bei monolithischer Integrierung oder bei Integrierung durch Filmtechniken auftreten kann.
Wie Untersuchungen gezeigt haben, kann die Schaltung nach der Hauptanmeldung noch weiter verbessert werden. Die Erfindung betrifft somit eine Schaltungsanordnung mit zwei komplementären Transistoren zum Unterhalten der Schwingungen von elektromechanischen Schwingern (Unruh, Stimmgabel, Pendel etc.) mittels einer einzigen Spule und eines Magnetsystems, die vom Schwinger relativ zueinander bewegt werden, wobei die Spule im Kollektorkreis des einen Transistors (Arbeitstransistor) liegt, die Basis des anderen Transistors (Steuertransistor) mit dem Kollektor des Arbeitstransistors und die Basis des Arbeitstransistors mit dem Kollektor des Steuertransistors gleichstrommäßig gekoppelt sind, wobei nach Patentanmeldung P 20 41 827.3 der Emitter des Steuertransistors wechselspannungsmäßig über einen Kondensator mit dem einen Pol der Betriebsspannungsquelle und gleichstrommäßig über einen als lineares Netzwerk dienenden Widerstand mit dem kollektorseitigen Ende der Spule verbunden ist. Die erfinderische Weiterbildung und Verbesserung der Lehre nach der Hauptanmeldung besteht in einer derartigen Kombination mit den Maßnahmen der Hauptan-
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meldung, daß zwischen den Kollektor des Arbeitstransistors und das eine Ende der Spule ein Widerstand geschaltet ist und daß die Basis eines zum Arbeitstransistbr komplementären Hilfstransistors am Verbindungspunkt von Spule und Widerstand, der Kollektor des Hilfstransistors am anderen Pol der Betriebs Spannungsquelle und dessen Emitter am batterieabgewandten Ende des Kondensators angeschlossen ist.
Weiterbildungen der Erfindung sind in den ünteransprüchen gekennzeichnet und werden zusammen mit der Erfindung anhand des in der Figur der Zeichnung dargestellten Schaltbildes erläutert. Die Figur der Zeichnung zeigt das Schaltbild der durch die erfindungsgemäße Maßnahme ergänzten Schaltung nach Fig. 3 der Hauptanmeldung, die aus den Schaltelementen mit den Bezugszeichen C, L, Rl, R2, R3, Tl und T2 besteht. Zum besseren Verständnis wird zunächst anhand der Fig. der Zeichnung diese einfachere Schaltung nach der Hauptanmeldung nochmals kurz beschrieben, wobei die zusätzlichen Schaltelemente R4, R5 und T3 zunächst als nicht vorhanden gedacht werden.
Im Kollektorzweig des Arbeitstransistors Tl ist die einzige Spule L angeordnet, die einerseits an den Kollektor des Arbeitstransistors Tl und andererseits an den Pluspol der Betriebsspannungsquelle Un angeschlossen ist. Die Basis des
omplementären Steuertransistors T2 ist über den Widerstand R2 an die Spule L und über den Widerstand Rl an den Minuspol der Betriebsspannungsquelle angeschlossen, der als Bezugspotential bzw. Schaltungsnullpunkt angesehen werden kann. Die Basis des Arbeitstransistors Tl und der Kollektor des Steuertransistors T2 sind direkt miteinander verbunden. Der Emitter des Arbeitstransistors Tl liegt am Minuspol der Be-
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triebsspannungsquelle/ während der Emitter des Steuertransistors T2 über den Kondensator C mit dem Pluspol der Betriebsspannungsquelle verbunden ist. Ferner ist der Emitter des Steuertransistors T2 mit dem kollektorseitigen Ende der Spule L über den Widerstand R3 verbunden.
Die Spule L wirkt mit einem nichtgezeigten Magnetsystem zusammen, das einerseits in der Spule Spannungen induziert und auf das andererseits das von der Spule erzeugte Mag- ψ netfeld in einem den mechanischen Schwinger antreibenden Sinne einwirkt, wenn sich Spule und Magnetsystem relativ zueinander bewegen.
Bei der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung ist zwischen das kollektorseitige Ende der Spule L und den Kollektor des Arbeitstransistors Tl der Widerstand R4 geschaltet. Ferner ist der zum Leitungstyp des Arbeitstransistors Tl komplementäre Hilfstransistor T3 in der Weise vorgesehen, daß dessen Basis am kollektorseitigen Ende der Spule L, d.h. am Verbindungspunkt A von Widerstand R4 und Spule L angeschlossen ist, daß ferner dessen Kollektor am Minuspol fe der Betriebsspannungsquelle U und dessen Emitter am emitterseitigen Ende des Kondensators C direkt angeschlossen ist.
Nach einer Weiterbildung der Erfindung kann zwischen den Emitter des Steuertransistors T2 und das emitterseitige Ende des Kondensators C ebenfalls ein Widerstand eingeschaltet werden, der in der Fig. der Zeichnung als gestrichelt gezeichneter Widerstand R5 eingetragen ist.
Bei monolithischer Integrierung oder bei Integrierung nach einer der üblichen Filmtechniken wählt man die Parameter
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^ C mmm
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der einzelnen Schaltungselemente (Werte der Widerstände, Stromverstärkungsfaktoren der Transistoren und Kapazität des Kondensators C) zweckmäßigerweise so, daß bei Ersatz der Spule L durch einen ohmschen Widerstand, dessen Widerstandswert größer als 10 kOhm ist, die gesamte Schaltungsanordnung als astabiler Multivibrator schwingt. Hierdurch hat man ein einfaches meßtechnisches Mittel in der Hand, um bei der Massenfertigung solcher integrierter Schaltungen eine Gut-Schlecht-Sortierung vornehmen zu können.
Durch Einschalten des Widerstandes R4 zwischen den Kollektor des Arbeitstransistors und das kollektorseitige Ende der Spule L wird erreicht, daß die am Verbindungspunkt A auftretende impulsförmige Spannung, die nach entsprechender Spannungsteilung an den Widerständen Rl und R2 der Basis des Steuertransistors T2 zugeführt wird, während der Einschaltdauer der beiden Transistoren, d.h. während des Antriebsimpulses, nicht bis auf die Sättigungsspannung des Arbeitstransistors Tl absinkt, sondern daß die Impulsspannung auch während der Dauer des Antriebsimpulses noch eine Information über die vom Magnetsystem in der Spule induzierte Spannung enthält. Der Kondensator C wird bei jedem Impuls durch den Emitterstrom des Steuertransistors T2 aufgeladen, und zwar umso mehr, je höher die in der Spule L induzierte Spannung ist. Damit verschiebt sich der Arbeitspunkt des Steuertransistors so, daß die Breite des Antriebsimpulses konstant gehalten wird. Im Zusammenwirken mit dem Hilfstransistor T3 ergibt sich somit eine Stabilisierung der Schwingamplitude des mechanischen Schwingers.
Zusätzlich zu diesem Vorteil hat die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung den weiteren Vorteil, daß bei einer
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Integrierung, wobei die Spule L und der Kondensator C von außen an die integrierte Schaltung angeschlossen werden, nur drei äußere Anschlüsse benötigt werden, so daß übliche Trarisistorgehäuse verwendet werden können.
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Claims (3)

PATENTANSPRÜCHE
1. Schaltungsanordnung mit zwei komplementären Transistoren zum Unterhalten der Schwingungen von elektromechanischen Schwingern (Unruhf Stimmgabel, Pendel etc.) mittels einer einzigen Spule und eines Magnetsystems, die vom Schwinger relativ zueinander bewegt werden, wobei die Spule im Kollektorkreis des einen Transistors (Arbeitstransistor) liegt, die Basis des anderen Transistors (Steuertransistor) mit dem Kollektor des Arbeitstransistors und die Basis des Arbeitstransistors mit dem Kollektor des Steuertransistors gleichstrommäßig gekoppelt sind, wobei nach Patentanmeldung P 20 41 827.3 der Emitter des Steuertransistors wechselspannungsmäßig über einen Kondensator mit dem einen Pol der Betriebsspannungsquelle und gleichstrommäßig über einen als lineares Netzwerk dienenden Widerstand verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Kollektor des Arbeitstransistors (Tl) und das eine Ende der Spule (L) ein Widerstand (R4) geschaltet ist und daß die Basis eines zum Arbeitstransistor komplementären Hilfstransistors (T3) am Verbindungspunkt (A) von Spule (L) und Widerstand (R4), der Kollektor des Hilfstransistors (T3) am anderen Pol (-) der Betriebsspannungsquelle (U )
und dessen Emitter am batterieabgewandten Ende des Kondensators (C) angeschlossen ist.
2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Verbindungspunkt von Kondensator (C) und Emitter des Hilfstransistors (T2) ein weiterer Widerstand (R5) geschaltet ist.
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3. Monolithisch oder in Filmtechnik integrierte Schaltung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Parameter der Schaltungselemente so gewählt sind, daß bei Ersatz der Spule (L) durch einen ohmschen Widerstand, dessen Widerstandswert größer als 10 kOhm ist, die Schaltung als astabiler Multivibrator arbeitet.
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DE2110023A 1970-08-22 1971-03-03 Schaltungsanordnung mit zwei zuein ander komplementären Transistoren zum Unterhalten der Schwingungen von elektro mechanischen Schwingern Expired DE2110023C3 (de)

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